JP5347186B2 - 蓄電装置の温度検出方法および装置並びにハイブリッド建設機械における蓄電装置の温度検出装置 - Google Patents
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Description
下記特許文献1には、キャパシタなどの蓄電装置の内部に、サーミスタや温度ヒューズなどの温度検出器を配設して、蓄電装置の内部の温度を直接計測し、計測結果から異常温度になったことを判断するという発明が記載されている。
下記特許文献2には、キャパシタなどの蓄電装置の内部に内部抵抗検出手段を配設して、検出した内部抵抗値が、低温になったことにより増大した場合に、キャパシタ間で充放電を繰り返すことで、自己発熱による温度上昇で内部抵抗を低減させるという発明が記載されている。
バッテリのセル表面に貼り付けられた温度センサにより検出された温度に基づいて、バッテリを取り巻く環境温度が急変したときには、セル表面温度に対するセル内部温度の遅れを考慮して、セル内部の温度を推定する。
蓄電装置の直流内部抵抗を演算する直流内部抵抗演算ステップと、
蓄電装置の端子の逐次の温度を測定するとともに、蓄電装置の端子に逐次流れる電流を測定する温度/電流測定ステップと、
逐次測定される温度と、逐次測定される電流と、前記演算された直流内部抵抗とを用いて、蓄電装置の逐次の中心温度を検出する中心温度検出ステップと
を含む蓄電装置の温度検出方法であることを特徴とする。
蓄電装置の端子に一定電流Iを所定時間T通電させて、蓄電装置に充電される充電エネルギーE1を目標充電エネルギーET1に到達させる充電処理と、蓄電装置の端子に一定電流Iを同じ所定時間T通電させて、蓄電装置から放電される放電エネルギーE2を目標放電エネルギーET2に到達させる放電処理とを行い、電流I、所定時間Tを測定し、充電エネルギーE1、放電エネルギーE2を演算する充放電ステップと、
測定された電流I、所定時間Tおよび演算された充電エネルギーE1、放電エネルギーE2を用いて下記式、
DCIR=(E1−E2)/(I2×2T)
から蓄電装置の直流内部抵抗DCIRを演算する直流内部抵抗演算ステップと、
蓄電装置の端子の逐次の端子温度Tmを測定するとともに、蓄電装置の端子に逐次流れる電流iを測定する温度/電流測定ステップと、
逐次測定される電流iと、前記演算された直流内部抵抗DCIRとを用いて下記式、
Wloss=i2×DCIR
から蓄電装置における逐次の電力損失Wlossを求め、この電力損失Wlossと、逐次測定される端子温度Tmと、蓄電装置の中心から端子までの既知の熱抵抗θmcとを用いて、下記式、
Tc=Tm+Wloss×θmc
から、蓄電装置の逐次の中心温度Tcを検出する中心温度検出ステップと
を含む蓄電装置の温度検出方法であることを特徴とする。
蓄電装置の直流内部抵抗を演算する直流内部抵抗演算手段と、
蓄電装置の端子の逐次の温度を測定するとともに、蓄電装置の端子に逐次流れる電流を測定する温度/電流測定手段と、
逐次測定される温度と、逐次測定される電流と、前記演算された直流内部抵抗とを用いて、蓄電装置の逐次の中心温度を検出する中心温度検出手段と
が備えられた蓄電装置の温度検出装置であることを特徴とする。
蓄電装置の端子に一定電流Iを所定時間T通電させて、蓄電装置に充電される充電エネルギーE1を目標充電エネルギーET1に到達させる充電処理と、蓄電装置の端子に一定電流Iを同じ所定時間T通電させて、蓄電装置から放電される放電エネルギーE2を目標放電エネルギーET2に到達させる放電処理とが行われる充放電手段と、
充放電手段によって充放電が行われる際の電流I、所定時間Tを測定し、充電エネルギーE1、放電エネルギーE2を演算する測定・演算手段と、
測定された電流I、所定時間Tおよび演算された充電エネルギーE1、放電エネルギーE2を用いて下記式、
DCIR=(E1−E2)/(I2×2T)
から蓄電装置の直流内部抵抗DCIRを演算する直流内部抵抗演算手段と、
蓄電装置の端子の逐次の端子温度Tmを測定するとともに、蓄電装置の端子に逐次流れる電流iを測定する温度/電流測定手段と、
逐次測定される電流iと、前記演算された直流内部抵抗DCIRとを用いて下記式、
Wloss=i2×DCIR
から蓄電装置における逐次の電力損失Wlossを求め、この電力損失Wlossと、逐次測定される端子温度Tmと、蓄電装置の中心から端子までの既知の熱抵抗θmcとを用いて、下記式、
Tc=Tm+Wloss×θmc
から、蓄電装置の逐次の中心温度Tcを検出する中心温度検出手段と
が備えられた蓄電装置の温度検出装置であることを特徴とする。
直流内部抵抗演算モード時に、
蓄電装置の直流内部抵抗を演算する直流内部抵抗演算手段と、
通常運転時に、
蓄電装置の端子の逐次の温度を測定するとともに、蓄電装置の端子に逐次流れる電流を測定し、逐次測定される電流と、前記演算された直流内部抵抗とを用いて、蓄電装置の逐次の中心温度を検出する中心温度検出手段と
が備えられたハイブリッド建設機械における蓄電装置の温度検出装置であることを特徴とする。
直流内部抵抗演算モード時に、
蓄電装置の直流内部抵抗を演算する直流内部抵抗演算手段と、
通常運転時に、
蓄電装置の端子の逐次の温度を測定するとともに、蓄電装置の端子に逐次流れる電流を測定し、逐次測定される電流と、前記演算された直流内部抵抗とを用いて、蓄電装置の逐次の中心温度を検出する中心温度検出手段と
計測された蓄電装置の逐次の中心温度が予め設定された異常温度に到達したことを判断する判断手段と、
計測された蓄電装置の逐次の中心温度が前記異常温度に到達したことが判断された場合に、異常信号を生成する異常信号生成手段と
が備えられたハイブリッド建設機械における蓄電装置の温度検出装置であることを特徴とする。
蓄電装置の中心温度がリアルタイムに検出できるようになり、蓄電装置の劣化度合いをリアルタイムに検出できるようになる。
DCIR=(E1−E2)/(I2×2T)
からキャパシタ30の直流内部抵抗DCIRが演算される。なお、メモリ62から読み出すデータについては後述する。
Wloss=i2×DCIR
からキャパシタ30の1つのキャパシタセル30Cの逐次の電力損失Wlossが求められる。さらに、この電力損失Wlossと、温度/電流測定手段で逐次測定される端子温度Tmと、メモリ62に記憶されている、キャパシタ30の中心から端子30Pまでの既知の熱抵抗θmcとを用いて、下記式、
Tc=Tm+Wloss×θmc
から、キャパシタ30の1つのキャパシタセル30Cの逐次のセル中心温度Tcが検出される。
セル中心温度Tcは、下記式で表される。
=Tm+(i2×DCIR)×θmc …(2)
ここで、キャパシタセル30Cにおける直流内部抵抗DCIRは、キャパシタ30の寿命劣化により時々刻々と変化しており、それに応じてキャパシタセル30Cにおける電力損失Wlossも時々刻々と変化している。
求められたθmcは、上記のようにメモリ62に記憶されている。
v=DCIR・i+(1/C)・∫idt …(4)
が成立し、放電時には、次式で示す関係、
v=(1/C)・∫idt−DCIR・i …(5)
が成立する。なお、tは時間を示す。
Eloss=i2×DCIR×T …(6)
とに分けられる。
とに分けられることになる。以上のことから、
投入された充電エネルギー(充電時損失エネルギーを含む)E1と、取り出すことができる放電エネルギー(放電時損失エネルギーを除く)E2との合計E1−E2と、直流内部抵抗DCIRとの間には、次式で示す関係、
E1−E2=2(i2×DCIR×T) …(7)
が成立する。なお、(7)式の導入に関しては、後記する(9)〜(12)式を用いて説明する。この(7)式を用いて直流内部抵抗DCIRは、次式、
DCIR=(E1−E2)/(I2×2T) …(8)
により求められる。
で表される。
となる。
となる。
E1−E2=2(i2×DCIR×T)
が得られる。よって、この(7)式より、(8)式の関係、
DCIR=(E1−E2)/(I2×2T)
が得られることになる。
Claims (6)
- 蓄電装置の直流内部抵抗を演算する直流内部抵抗演算ステップと、
蓄電装置の端子の逐次の温度を測定するとともに、蓄電装置の端子に逐次流れる電流を測定する温度/電流測定ステップと、
逐次測定される温度と、逐次測定される電流と、前記演算された直流内部抵抗とを用いて、蓄電装置の逐次の中心温度を検出する中心温度検出ステップと
を含む蓄電装置の温度検出方法。 - 蓄電装置の端子に一定電流Iを所定時間T通電させて、蓄電装置に充電される充電エネルギーE1を目標充電エネルギーET1に到達させる充電処理と、蓄電装置の端子に一定電流Iを同じ所定時間T通電させて、蓄電装置から放電される放電エネルギーE2を目標放電エネルギーET2に到達させる放電処理とを行い、電流I、所定時間Tを測定し、充電エネルギーE1、放電エネルギーE2を演算する充放電ステップと、
測定された電流I、所定時間Tおよび演算された充電エネルギーE1、放電エネルギーE2を用いて下記式、
DCIR=(E1−E2)/(I2×2T)
から蓄電装置の直流内部抵抗DCIRを演算する直流内部抵抗演算ステップと、
蓄電装置の端子の逐次の端子温度Tmを測定するとともに、蓄電装置の端子に逐次流れる電流iを測定する温度/電流測定ステップと、
逐次測定される電流iと、前記演算された直流内部抵抗DCIRとを用いて下記式、
Wloss=i2×DCIR
から蓄電装置における逐次の電力損失Wlossを求め、この電力損失Wlossと、逐次測定される端子温度Tmと、蓄電装置の中心から端子までの既知の熱抵抗θmcとを用いて、下記式、
Tc=Tm+Wloss×θmc
から、蓄電装置の逐次の中心温度Tcを検出する中心温度検出ステップと
を含む蓄電装置の温度検出方法。 - 蓄電装置の直流内部抵抗を演算する直流内部抵抗演算手段と、
蓄電装置の端子の逐次の温度を測定するとともに、蓄電装置の端子に逐次流れる電流を測定する温度/電流測定手段と、
逐次測定される温度と、逐次測定される電流と、前記演算された直流内部抵抗とを用いて、蓄電装置の逐次の中心温度を検出する中心温度検出手段と
が備えられた蓄電装置の温度検出装置。 - 蓄電装置の端子に一定電流Iを所定時間T通電させて、蓄電装置に充電される充電エネルギーE1を目標充電エネルギーET1に到達させる充電処理と、蓄電装置の端子に一定電流Iを同じ所定時間T通電させて、蓄電装置から放電される放電エネルギーE2を目標放電エネルギーET2に到達させる放電処理とが行われる充放電手段と、
充放電手段によって充放電が行われる際の電流I、所定時間Tを測定し、充電エネルギーE1、放電エネルギーE2を演算する測定・演算手段と、
測定された電流I、所定時間Tおよび演算された充電エネルギーE1、放電エネルギーE2を用いて下記式、
DCIR=(E1−E2)/(I2×2T)
から蓄電装置の直流内部抵抗DCIRを演算する直流内部抵抗演算手段と、
蓄電装置の端子の逐次の端子温度Tmを測定するとともに、蓄電装置の端子に逐次流れる電流iを測定する温度/電流測定手段と、
逐次測定される電流iと、前記演算された直流内部抵抗DCIRとを用いて下記式、
Wloss=i2×DCIR
から蓄電装置における逐次の電力損失Wlossを求め、この電力損失Wlossと、逐次測定される端子温度Tmと、蓄電装置の中心から端子までの既知の熱抵抗θmcとを用いて、下記式、
Tc=Tm+Wloss×θmc
から、蓄電装置の逐次の中心温度Tcを検出する中心温度検出手段と
が備えられた蓄電装置の温度検出装置。 - 直流内部抵抗演算モード時に、
蓄電装置の直流内部抵抗を演算する直流内部抵抗演算手段と、
通常運転時に、
蓄電装置の端子の逐次の温度を測定するとともに、蓄電装置の端子に逐次流れる電流を測定し、逐次測定される電流と、前記演算された直流内部抵抗とを用いて、蓄電装置の逐次の中心温度を検出する中心温度検出手段と
が備えられたハイブリッド建設機械における蓄電装置の温度検出装置。 - 直流内部抵抗演算モード時に、
蓄電装置の直流内部抵抗を演算する直流内部抵抗演算手段と、
通常運転時に、
蓄電装置の端子の逐次の温度を測定するとともに、蓄電装置の端子に逐次流れる電流を測定し、逐次測定される電流と、前記演算された直流内部抵抗とを用いて、蓄電装置の逐次の中心温度を検出する中心温度検出手段と
計測された蓄電装置の逐次の中心温度が予め設定された異常温度に到達したことを判断する判断手段と、
計測された蓄電装置の逐次の中心温度が前記異常温度に到達したことが判断された場合に、異常信号を生成する異常信号生成手段と
が備えられたハイブリッド建設機械における蓄電装置の温度検出装置。
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